一種基于ccd定位的智能燈光控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及照明控制技術領域，特別是一種應用于公共區域照明的智能燈光控制系統。
【背景技術】
[0002]目前，智能照明控制開關已經在人們日常生活中大量使用，包括聲控、光控、紅外線控制開關等，這些技術已經比較成熟完備，但它只能根據是否有人來控制燈開還是關；對于較大面積的公共區域，燈具往往是很多的，如果室內只有少數幾人卻讓燈全部開著，明顯會造成電能浪費。對于一些定位技術，比如現有的通過kinect攝像頭進行定位，對于人所處位置的限制比較大，要求人距離設備1.6 ~3米，對于多人識別更不靈敏，這對大空間的公共區域明顯是不適用的。
【發明內容】
[0003]本實用新型需要解決的技術問題是提供一種應用于公共區域照明的智能燈光控制系統，不僅能夠根據室內人的位置實現局部開燈，還能根據室內光的強弱實現燈光換擋改變燈的明暗，達到節約電能的目的。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案如下。
[0005]一種基于CCD定位的智能燈光控制系統，包括燈光電路以及用于手動控制燈光電路導通與關斷的手控開關，還包括控制單元、用于采集室內光強信息和人體位置信息的數據采集單元以及用于驅動燈光電路接通與關斷的驅動單元，所述數據采集單元的輸出端連接控制單元的輸入端，控制單元的輸出端連接驅動單元的輸入端，驅動單元并聯連接在手控開關兩端；所述數據采集單元包括安裝在室內天花板上的若干CCD圖像傳感器以及安裝在室內墻壁上的若干光照度傳感器。
[0006]上述一種基于(XD定位的智能燈光控制系統，所述控制單元為80C51單片機。
[0007]上述一種基于CXD定位的智能燈光控制系統，所述驅動單元包括串聯連接的N個微法級電容和分別受80C51單片機控制的N+1個繼電器，每個微法級電容的兩端分別并聯連接一繼電器常開觸點，串聯連接的電容支路上串聯連接一繼電器常開觸點。
[0008]由于采用了以上技術方案，本實用新型所取得技術進步如下。
[0009]本實用新型能夠在較大空間的公共區域內實現有人才開燈，而且是定點局部開燈；光強不夠才開燈，而且還能進行光強換擋，改變明暗，最大限度的減少電能損耗。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型的電氣原理圖；
[0011]圖2為本實用新型所述驅動單元的結構示意圖。
[0012]其中:C1.第一電容，C2.第二電容，C3.第三電容，Jl.第一繼電器，J1-1.第一繼電器常開觸點，J2.第二繼電器，J2-1.第二繼電器常開觸點，J3.第三繼電器，J3-1.第三繼電器常開觸點，J4.第四繼電器，J4-1.第四繼電器常開觸點。
【具體實施方式】
[0013]為了便于理解本實用新型，下面將參照相關附圖進行全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是本實用新型可以以許多不同的形式來表現，并不限于本文所描述的實施例。相反的，提供這些實施例的目的是是對本實用新型的公開內容進行更加透徹的理解。
[0014]一種基于CCD定位的智能燈光控制系統，包括燈光電路以及手控開關，燈光電路即串聯連接在火線和零線之間的照明燈，手控開關串聯在燈光電路中，用于手動控制燈光電路的導通與關斷。本實用新型還包括控制單元、數據采集單元以及驅動單元，控制單元采用80C51單片機；數據采集單元的輸出端連接控制單元的輸入端，控制單元的輸出端連接驅動單元的輸入端，驅動單元并聯連接在手控開關兩端。
[0015]本實施例中的電氣原理如圖1所示。燈光電路共設置三條并聯的燈光支路，每條燈光支路包括一個照明燈、一個驅動單元和一個手控開關，驅動單元和手控開關并聯設置，都可以控制燈光支路導通，正常狀態下通過驅動單元控制燈光電路的導通與關斷，當本實用新型故障時，可采用手控開關控制燈光電路的導通與關斷。
[0016]驅動單元用于在單片機的控制下驅動燈光電路的接通與關斷，包括電容器組和繼電器組；電容器組包括串聯連接的N個微法級電容，繼電器組包括受80C51單片機控制的N+1個繼電器，每個微法級電容的兩端分別并聯連接一繼電器常開觸點，串聯連接的電容支路上串聯連接一繼電器常開觸點。電容組的作用是分壓，單片機通過控制繼電器來控制燈光電路中串入的電容數量。串入的電容越多，燈被分的電壓越大，燈光就越暗，而且電容不消耗有功功率。
[0017]本實施例的驅動單元包括第一驅動單元、第二驅動單元和第三驅動單元，分別控制三條燈光支路，三個驅動單元的結構相同，如圖2所示。電容器組包括3個微法級電容C1~C3，繼電器組包括4個繼電器J1~J4。第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3與第一繼電器常開觸點Jl-1串聯連接構成主控支路，第一電容Cl的兩端并聯連接第二繼電器常開觸點J2-1，第二電容C2的兩端并聯連接第三繼電器常開觸點J3-1，第三電容C3的兩端并聯連接第四繼電器常開觸點J4-1，四個繼電器J1~J4的線圈一端共地，另一端分別與單片機輸出端連接，通過單片機控制繼電器線圈的吸合與釋放，進一步控制繼電器常開觸點的接通與斷開。
[0018]數據采集單元用于采集室內光強信息和人體位置信息，包括若干CCD圖像傳感器和若干光照度傳感器。
[0019]光照度傳感器用于采集室內光強信息，安裝在室內的墻壁上。由于室內光強不均，光照度傳感器的個數就要因室內空間的大小不同及燈具分布不同而異。光照度傳感器將采集到的光強信息傳遞給單片機，單片機取每個光照度傳感器的平均值，并判斷光強是否在設定的合適光強閾值內。
[0020]CXD圖像傳感器用于采集室內人體位置信息，安裝在室內天花板上。CXD圖像傳感器可以采集單片機能識別的圖像信號，交由單片機進行定位分析。單片機定位分析是一個持續性的過程，當與驅動單元斷開燈光支路時，單片機控制CCD圖像傳感器的開關斷開，即讓CCD圖像傳感器停止工作，單片機停止定位分析。當光強小于閾值下限時，單片機控制驅動單元動作，即接通燈光支路。
[0021]本實用新型的工作原理如下所述。
[0022]當有人進入室內時，CCD圖像處理器采集人體圖像信息并傳輸給單片機，單片機對由CCD圖像處理器傳來的圖像信息進行位置分析，確定開燈位置；分布在教室四周的光度傳感器采集光強數據傳入單片機取平均值與設定值進行比較，從而改變接入驅動單元主控支路中的電容個數，以實現燈光的功率換擋，使環境光強維持在設定值內。
[0023]單片機的具體控制過程為:單片機根據CCD圖像傳感器傳輸的信息分析到照明燈下有人時，單片機控制對應于人位置的驅動單元主控支路上的第一繼電器吸合，同時依次斷開該主控支路上電容兩端的繼電器常開觸點，燈光由暗到強，直到補償后的光強在閾值內。由于自然光強是動態變化的，當光強增大到閾值上限，單片機控制電容兩端的繼電器常開觸點依次閉合，使燈光變暗，直到達到閾值。若最后小開關都閉合還在閾值外，則斷開與電容串聯的第一繼電器常開觸點。
[0024]本實用新型可在原有照明電路上的基礎上進行改造，即從原來的手控開關處每個拉出一根導線來連上繼電器，幾根導線連上電容組再到零線就組成了新的電路結構，各繼電器的線圈一端分別連到單片機上構成控制和驅動單元。
[0025]以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于CCD定位的智能燈光控制系統，包括燈光電路以及用于手動控制燈光電路導通與關斷的手控開關，其特征在于:還包括控制單元、用于采集室內光強信息和人體位置信息的數據采集單元以及用于驅動燈光電路接通與關斷的驅動單元，所述數據采集單元的輸出端連接控制單元的輸入端，控制單元的輸出端連接驅動單元的輸入端，驅動單元并聯連接在手控開關兩端；所述數據采集單元包括安裝在室內天花板上的若干CCD圖像傳感器以及安裝在室內墻壁上的若干光照度傳感器。
2.根據權利要求1所述的一種基于CCD定位的智能燈光控制系統，其特征在于:所述控制單元為80C51單片機。
3.根據權利要求2所述的一種基于CCD定位的智能燈光控制系統，其特征在于:所述驅動單元包括串聯連接的N個微法級電容和分別受80C51單片機控制的N+1個繼電器，每個微法級電容的兩端分別并聯連接一繼電器常開觸點，串聯連接的電容支路上串聯連接一繼電器常開觸點。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于CCD定位的智能燈光控制系統，包括燈光電路以及用于手動控制燈光電路導通與關斷的手控開關，還包括控制單元、用于采集室內光強信息和人體位置信息的數據采集單元以及用于驅動燈光電路接通與關斷的驅動單元，所述數據采集單元的輸出端連接控制單元的輸入端，控制單元的輸出端連接驅動單元的輸入端，驅動單元并聯連接在手控開關兩端；所述數據采集單元包括安裝在室內天花板上的若干CCD圖像傳感器以及安裝在室內墻壁上的若干光照度傳感器。本實用新型能夠在較大空間的公共區域內實現有人才開燈，而且是定點局部開燈；光強不夠才開燈，而且還能進行光強換擋，改變明暗，最大限度的減少電能損耗。
【IPC分類】H05B37-02
【公開號】CN204518181
【申請號】CN201520255340
【發明人】錢江波, 董韋汝, 張煌竟, 付蕓, 秦穎峰, 魏廷慧, 胡煜翔, 郭小寧
【申請人】華北電力大學（保定）
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月27日